Широкополосный звук
Высококачественная аудиотелефония

Аудиодиапазоны в телефонии[1]
ИмяДиапазон (Гц)
Узкополосный300–3400
Широкополосный50–7000
Сверхширокополосный50–14 000
Полнополосный20–20 000

Широкополосный звук , также известный как широкополосный голос или HD-голос , является качеством голоса высокой четкости для телефонного звука, в отличие от стандартной цифровой телефонии «качества платных звонков». Он расширяет диапазон частот аудиосигналов, передаваемых по телефонным линиям, что приводит к более высокому качеству речи. Диапазон человеческого голоса простирается от 100 Гц до 17 кГц [2], но традиционные, голосовые или узкополосные телефонные звонки ограничивают звуковые частоты диапазоном от 300 Гц до 3,4 кГц. Широкополосный звук ослабляет ограничение полосы пропускания и передает в диапазоне звуковых частот от 50 Гц до 7 кГц. [3] [1] Кроме того, некоторые широкополосные кодеки могут использовать более высокую битовую глубину звука в 16 бит для кодирования сэмплов, что также приводит к гораздо лучшему качеству голоса. [ необходима цитата ]

Широкополосные кодеки имеют типичную частоту дискретизации 16 кГц. Для сверхширокополосных кодеков типичное значение составляет 32 кГц. [1]

История

В 1987 году Международный союз электросвязи (МСЭ) стандартизировал версию широкополосного звука, известную как G.722 . Радиовещатели начали использовать G.722 по цифровой сети с интеграцией услуг (ISDN) для обеспечения высококачественного звука для удаленных трансляций , таких как комментарии со спортивных площадок. AMR-WB (G.722.2) был разработан Nokia и VoiceAge и впервые был определен 3GPP.

Традиционная телефонная сеть ( PSTN ) обычно ограничена узкополосным аудиосигналом из-за особенностей технологии передачи TDM ( временное мультиплексирование ) и аналого-цифровых преобразователей, используемых на границе сети, а также динамиков, микрофонов и других элементов в самих конечных точках.

Широкополосный звук широко используется в сочетании с видеоконференциями . Поставщики этой технологии быстро обнаружили, что, несмотря на явный акцент на передаче видео, качество восприятия участников существенно зависит от точности соответствующего аудиосигнала.

Коммуникации через Voice over Internet Protocol (VoIP) могут легко использовать широкополосный звук. Когда звонки с ПК на ПК осуществляются через VoIP-сервисы, такие как Skype , и участники используют высококачественную гарнитуру, качество получаемого звонка может быть заметно выше, чем у обычных звонков по ТфОП. Для поддержки этих сервисов появился ряд аудиокодеков , дополняющих G.722.

Производители оборудования для аудиоконференций представили модели с возможностью широкополосной связи, включающие поддержку G.722 по VoIP.

Конференц-связь напрямую выигрывает от усовершенствований, предлагаемых широкополосным аудио. Участники часто испытывают трудности с тем, чтобы понять, кто говорит, или понять акцентированных говорящих. Недопонимание является обычным явлением, в первую очередь из-за плохого качества звука и накопления фонового шума.

Некоторые преимущества широкополосного звука для слушателей по сравнению с традиционным (узкополосным):

  • Более четкое общее качество звука
  • Легче распознавать голоса, различать непонятные звуки и понимать говорящих с акцентом
  • Легкость расшифровки слов, содержащих близкие звуки «с» и «ф» и другие, часто неразличимые по телефонным линиям
  • Способность слышать тихих говорящих и понимать двусмысленную речь (когда одновременно говорят несколько человек)
  • Снижение усилий при прослушивании (снижение когнитивной нагрузки), что приводит к повышению производительности и снижению утомляемости слушателя
  • Лучшее понимание на фоне других нарушений, например, когда говорящие используют громкую связь или в присутствии фонового шума

Несмотря на репутацию компании с низким качеством звука, индустрия мобильных телефонов начала добиваться определенного прогресса в области широкополосного звука. Группа стандартов 3GPP обозначила G.722.2 как широкополосный кодек и назвала его Adaptive Multirate – Wideband ( AMR-WB ). Было представлено более сотни телефонов, поддерживающих этот кодек (например, Apple , Google , HTC , Nokia , Samsung и Sony ), и были проведены сетевые демонстрации. [ необходима цитата ]

Развертывание

VoIP

Поскольку корпоративные телефонные системы приняли технологию VoIP , поддержка широкополосного звука быстро возросла. Телефонные аппараты Avaya , Cisco , NEC Unified Solutions , Grandstream , Gigaset , Panasonic (которая маркирует широкополосный звук как «HD Sonic»), Polycom (которая маркирует широкополосный звук как «HD Voice»), Snom , AudioCodes (которая маркирует широкополосный звук как «HDVoIP») и другие теперь включают G.722 , а также различные степени более качественных аудиокомпонентов.

Поставщики интегральных схем для телефонного оборудования, включая DSP Group , Broadcom , Infineon и Texas Instruments , включают широкополосный звук в свои портфели функций. Существуют поставщики услуг аудиоконференций, которые поддерживают широкополосные соединения с этих и других конечных точек VoIP, а также позволяют участникам PSTN присоединяться к конференции в узкополосном режиме. sipXtapi — это решение с открытым исходным кодом для движка обработки медиаданных VoIP, поддерживающее широкополосный и HD-голос, которое предоставляет RTP и кодеки через фреймворк плагинов для использования с SIP и другими протоколами VoIP. Skype использует аудиокодек Silk , который обеспечивает чрезвычайно высокое качество звука.

Ряд операторов по всему миру развернули услуги HD voice на основе широкополосного стандарта G.722. В Северной Америке поставщики услуг хостинга недавно [ когда? ] развернули обновление Aastra Hi-Q для своей установленной пользовательской базы и по состоянию на январь 2010 года заявили о наличии около 70 000 конечных точек HD voice. Поставщик потребительских услуг ooma , по оценкам, развернул 25 000 конечных точек HD voice, вытекающих из развертывания его оборудования Telo второго поколения.

VoLTE

В сотовой связи «HD Voice» конкретно относится к AMR-WB (G.722.2) в VoLTE, но AMR-WB в свою очередь не определяет качество или битрейт. То же самое касается HD Voice+ и AMR-WB+. GSMA имеет торговую марку HD и запускает две программы сертификации вокруг логотипов HD и HD+. [4]

AMR-WB изначально поддерживается в Android, начиная с Android Gingerbread , [5] и в iOS, начиная с iPhone 5. [6 ]

По состоянию на декабрь 2015 года в отчете сообщается о запуске 117 коммерческих сетей мобильной HD Voice в 76 странах. [7]

Многие мобильные сети, включая AT&T [8] и Verizon, прекращают поддержку телефонов, которые не поддерживают 4G и широкополосный звук.

Стандарты кодирования широкополосного звука

Ниже приведены стандарты кодирования широкополосного звука и аудиокодеки, используемые в телекоммуникациях . [9]

МСЭ-Т

ГодСтандарт кодирования широкополосного звукаАлгоритм широкополосного кодирования речиСсылка
1988Г.722SB-АДПКМ[10]
1999G.722.1 ( Сирена7 )МДКТ[11]
2003G.722.2 ( адаптивный многоскоростной широкополосный )АСЕЛП[12]
2006Г.729.1МДКТ[13]
2008Г.711.1МДКТ[14]
Г.718МДКТ[15]

GSMA

3GPP

Другие

Ссылки

  1. ^ abc Кокс, Р.В.; Нето, С.Ф. Де Кампос; Ламблин, К.; Шериф, штат Миннесота (октябрь 2009 г.). «Кодеры ITU-T для широкополосной, сверхширокополосной и полнополосной речевой связи [Редакционная статья серии]» . Журнал коммуникаций IEEE . 47 (10): 106–109 . doi :10.1109/MCOM.2009.5273816.
  2. ^ "Диапазон частот человеческого голоса". SEAINDIA . 2020-06-14 . Получено 2022-01-24 .
  3. ^ "Отвечая на вызов HD Voice". Global IP Sound . Получено 2009-09-06 .
  4. ^ "HD Voice". GSMA .
  5. ^ "MediaRecorder.AudioEncoder". Разработчики Android .
  6. ↑ Бастер Хайн (13 сентября 2012 г.). «iPhone 5 поддерживает HD Voice, но вы никогда не сможете использовать его в США»
  7. ^ "Mobile HD Voice: Глобальный отчет об обновлениях". GSA . 2014-09-19 . Получено 2014-09-24 .
  8. ^ «Приготовьтесь, 3G исчезнет в 2022 году». AT&T .
  9. ^ "Какой широкополосный кодек выбрать?". TMCnet . Получено 13.11.2012 .
  10. ^ ITU-T G.722, стр. Рекомендация ITU-T G.722 (11/88), «7 кГц аудиокодирование в пределах 64 кбит/с»
  11. ^ Луцки, Манфред; Шуллер, Джеральд; Гайер, Марк; Кремер, Ульрих; Вабник, Стефан (май 2004 г.). Руководство по задержке аудиокодека (PDF) . 116-я конференция AES. Fraunhofer IIS . Audio Engineering Society . Получено 24 октября 2019 г.
  12. ^ Карта ACELP, VoiceAge Corporation
  13. ^ Нагиредди, Сиваннараяна (2008). Обработка голосовых и факсимильных сигналов VoIP. John Wiley & Sons . стр. 69. ISBN 9780470377864.
  14. ^ Сасаки, Шигеаки; Мори, Такеши; Хивасаки, Юсукэ; Омуро, Хитоши (август 2008 г.). "Глобальный стандарт широкополосного кодирования речи: ITU-T G.711.1 (широкополосное расширение G.711)". Технический обзор NTT . Nippon Telegraph and Telephone .
  15. ^ «Рабочая программа МСЭ-Т». МСЭ .
  16. ^ "HD Voice". Future Networks . Получено 2020-05-10 .
  17. ^ "Enhanced Voice Services Codec for LTE". www.3gpp.org . Получено 2020-05-10 .
  • Влияние полосы пропускания на разборчивость речи. Архивировано 06.06.2013 в Wayback Machine – Технический документ Polycom
  • VoIP переходит на передачу голоса высокой четкости (2007) – блог InfoWorld о широкополосном аудио
  • Веб-сайт Texas Instruments HD Audio Архивировано 20 августа 2008 г. на Wayback Machine
  • Вы слышите, что я имею в виду? Polycom обеспечивает HD Voice Архивировано 2014-05-22 на Wayback Machine – спонсируемая IDC Белая книга
  • Статья VoIP Planet: Голос высокой четкости: будущее телефонии. Архивировано 27.11.2011 на Wayback Machine.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Широкополосный_аудио&oldid=1223140779"